Question

如图所示的滑轮组，每个滑轮等重，不计绳重和摩擦．物体重G从200N开始逐渐增加，直到1600N时绳子被拉断．每次都匀速拉动绳子将物体提升同样的高度．右图记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图象．
求：
（1）每个滑轮重多少N？
（2）绳子能承受的最大拉力是多少N？
（3）当滑轮组的机械效率低于多少时，使用它将不再省力？

Answer 1

分析：根据图判断绳子段数n=3，然后对每小题分析：
（1）滑轮组提起200N的重物时，机械效率是50%，根据机械效率公式η=

G物

G物+G动

×100%，求出动滑轮的重．
（2）如图，滑轮组能提起的最大重物是1600N，根据省力公式F=

G物+G动

n

求出拉力．
（3）当拉力和物体的重力时，既不省力也不费力，根据省力公式F=

G物+G动

n

变形就可以求出物体的重力，再代入η=

G物

G物+G动

×100%就可以求出机械效率．

解答：解：（1）由图可知：当物体重200N时，机械效率为50%，
由公式η=

G物

G物+G动

变形可得：G_动=

G物

η

-G_物=

200N

50%

-200N=200N；
由图可知动滑轮为1个，所以每个滑轮重200N．
答：每个滑轮重200N．
（2）当绳子要被拉断时拉力最大，由图可知物体在1600N时绳子断了，
则F=

G物+G动

n

=

1600N+200N

3

=600N
答：绳子能承受的最大拉力是600N．
（3）不省力，说明拉力F=G_物，根据F=

G物+G动

n

，即G_物=

G物+G动

n

；
∴G_物=

G动

n-1

=

200N

2

=100N
此时的机械效率：η=

G物

G物+G动

×100%=

100N

100N+200N

×100%≈33.3%
答：当滑轮组的机械效率低于33.3%时，使用它将不再省力．

点评：本题考查了滑轮组省力公式以及机械效率公式的变形及应用，计算量比较大，解题时要特别注意．